【碩士】聚苯乙烯核殼復(fù)合材料合成制備工藝研究

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　　【碩士】聚苯乙烯核殼復(fù)合材料合成制備工藝研究　　授予學(xué)位：碩士　　學(xué)位授予單位：長(zhǎng)安大學(xué)　　學(xué)位年度：2010　　當(dāng)今世界能源緊缺，能耗嚴(yán)重，所以節(jié)能技術(shù)的研究具有重要的意義，因此我們需要加大開發(fā)新型節(jié)能材料的研究。納米孔硅氣凝膠是一種新型的輕質(zhì)多孔非晶態(tài)絕熱材料，具有隔熱保溫性能優(yōu)、導(dǎo)熱系數(shù)小及吸附性強(qiáng)等特點(diǎn)，但由于其親水性及結(jié)構(gòu)強(qiáng)度低等缺陷，使得氣凝膠很難在實(shí)際應(yīng)用中保持結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。聚苯乙烯板由于其強(qiáng)度高、吸水性低、施工方便等優(yōu)點(diǎn)已逐漸成為國(guó)內(nèi)外現(xiàn)行主要外墻保溫材料，但其導(dǎo)熱系數(shù)還是較高。因此，本文通過有機(jī)無機(jī)聚合反應(yīng)來實(shí)現(xiàn)兩者的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，以研究新型的高效復(fù)合保溫材料。　　本論文采用乳液聚合法，形成以Si02氣凝膠粒子為核，有機(jī)相聚苯乙烯為殼的核殼結(jié)構(gòu)復(fù)合微球材料。試驗(yàn)進(jìn)一步對(duì)氣凝膠表面改性工藝中KH570的用量進(jìn)行了研究，用紅外光譜與分散性試驗(yàn)對(duì)修飾效果進(jìn)行了表征。通過正交試驗(yàn)法確定了聚合體系最佳的配比值；試驗(yàn)還研究了：體系pH值、超聲分散工藝、聚合反應(yīng)溫度及時(shí)間對(duì)核殼復(fù)合微球制備中苯乙烯單體轉(zhuǎn)化率、微觀形貌的影響。同時(shí)，通過測(cè)量復(fù)合微球材料的密度及導(dǎo)熱系數(shù)，研究了其導(dǎo)熱性能的變化。最后，試驗(yàn)針對(duì)復(fù)合微球形成機(jī)理進(jìn)行了探討，并通過微觀分析最終確定了復(fù)合微球的核殼組分?！　? 試驗(yàn)結(jié)果表明：KH570與氣凝膠質(zhì)量比為45％時(shí)，氣凝膠的改性效果最佳，紅外光譜分析顯示，KH570已成功地接枝到氣凝膠粒子的表面上。正交試驗(yàn)優(yōu)選出聚合體系最佳配比為：改性SiO2氣凝膠為1.0g，苯乙烯為10ml，SDBS為O．0259及KPS為O．19。試驗(yàn)得到了pH值對(duì)苯乙烯轉(zhuǎn)化率及核殼結(jié)構(gòu)形貌的影響規(guī)律，優(yōu)選pH值為7；聚合體系超聲功率為500W，超聲分散時(shí)間為20min時(shí)，所得核殼復(fù)合微球形貌最好；而隨著聚合反應(yīng)溫度的升高，苯乙烯的轉(zhuǎn)化率逐漸變大，在85℃時(shí)，轉(zhuǎn)化率達(dá)到最大為68．01％，通過TEM觀察發(fā)現(xiàn)，最佳溫度為75℃時(shí)，其核殼結(jié)構(gòu)形貌最好。試驗(yàn)得出了聚合反應(yīng)時(shí)間對(duì)苯乙烯轉(zhuǎn)化率及核殼結(jié)構(gòu)的影響規(guī)律，后通過乳液粘度試驗(yàn)進(jìn)一步證明了最佳聚合反應(yīng)時(shí)間為10h。試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)核殼復(fù)合材料導(dǎo)熱系數(shù)較純聚苯乙烯顆粒有所降低；并通過對(duì)核殼復(fù)合微球樣品的微觀分析，確定出該核殼結(jié)構(gòu)的“核”部分成分是Si02氣凝膠，而“殼”部分的成分是聚苯乙烯?！　?

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